Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von der Evolution vergessen?

02.11.2005


Die obere Abbildung zeigt in der Bildmitte das Produkt der Fusion einer multipotenten, adulten Stammzelle, die durch die Expression eines grün fluoreszierenden Proteins markiert ist, mit einer Herzmuskelzelle (rot gefärbt). Daneben sind nicht fusionierte Stamm- und Herzmuskelzellen zu sehen. Untere Abbildung: Die Kombination von Phasenkontrast- und Fluoreszenzmikroskopie zeigt die Expression des grünen Stammzellmarkers im Zellkern einer Hybrid-Herzmuskelzelle. Daneben sind mehrere nicht fusionierte Zellen zu sehen. Bild: Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung


Max-Planck-Wissenschaftler zeigen: Adulte Stammzellen sind möglicherweise nur Überreste der evolutionären Entwicklung


Adulte Stammzellen stehen seit geraumer Zeit im Brennpunkt wissenschaftlichen Interesses. Neben der Frage nach therapeutischen Verwendungsmöglichkeiten gehen Forscher vor allem auch der Frage nach, was die eigentliche physiologische Funktion adulter Stammzellen sein könnte. Nicht zuletzt, seit in immer mehr Organen wie Leber, Gehirn und Muskulatur undifferenzierte Zellen mit für Stammzellen typischen Eigenschaften gefunden wurden, nimmt man an, dass diese Zellen an Reparaturprozessen in den Organen beteiligt sind.

Forscher des Max- Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim zeigen jetzt in einer gerade in der Fachzeitschrift "Molecular and Cellular Biology" veröffentlichten Studie, dass zumindest ein Teil der adulten Stammzellen lediglich Überbleibsel vorangegangener embryonaler Differenzierungsprozesse oder auch Fußspuren der Evolution sein könnten (Molecular and Cellular Biology, November 2005).


Als Basis für ihre Forschungsarbeit dienten den Wissenschaftlern aus der Arbeitsgruppe von Thomas Braun zwei Zelllinien aus mesenchymalen Stammzellen, die zuvor aus dem Knochenmark von Mäusen isoliert worden waren. Die Besonderheit an dem dabei verwendeten Verfahren war, auf die Zugabe von Wachstumsfaktoren zum Kulturmedium zu verzichten, um zu verhindern, dass sich die Zellen vorzeitig differenzieren. Dabei fanden die Bad Nauheimer Wissenschaftler heraus, dass sich die beiden Zelllinien in der Expression typischer Stammzell-Marker unterscheiden. Das lässt vermuten, dass mesenchymale Stammzellen eine heterogene Gruppe verschiedener Zellen mit ähnlichen Charakteristiken sind.

Wie erhofft, gelang es den Forschern dann, mitHilfe von bestimmten Substanzen, diese Stammzelllinien dazu zu bringen, für Muskelzellen charakteristische Proteine zu exprimieren. Interessanterweise schlugen die Zellen einen Entwicklungsweg in Richtung Herzmuskelzellen ein, wenn ein besonderer Pfad, der so genannte wnt-Signalweg, stimuliert wurde. Im Gegensatz dazu ließen sich auf den Zellen bestimmte Eigenschaften von Skelettmuskelzellen nachweisen, wenn sie zuvor mit einem CDO genannten Protein stimuliert wurden.

Zwar waren bei beiden Ansätzen eine Reihe muskelspezifischer Gene in den Zellen aktiviert, was auf den Beginn eines Differenzierungsprozesses hinwies. Doch dieser blieb offenbar auf halbem Weg stehen. So zeigte sich beispielsweise nach Aktivierung des wnt-Signalwegs kein typisches Streifenmuster, was auf eine unvollständige Entwicklung des kontraktilen Apparats hinweist. Auch war die Expression von Marker-Genen für Kardiomyozyten, wie dem "Alpha-Myosin-Heavy-Chain"-Protein, lediglich nach einer weiteren so genannte epigenetische Reprogrammierung Reprogrammierung (eine vererbbare Modifikation der DNA ohne Veränderung der Basensequenz, z.B. die Methylierung einer Base) nachweisbar. Bei diesem Vorgang werden Teile der epigenetischen Festlegung einer Zelle gleichsam neu formatiert und stehen so externen Signalen für eine erneute Programmierung wieder zur Verfügung.

Bei der Differenzierung in Richtung Skelettmuskulatur wurden zwar ebenfalls charakteristische Eigenschaften sichtbar, doch es kam nie zur Ausbildung von echten, mehrkernigen Skelettmuskelzellen. Hingegen waren immerhin Fusionen zwischen den mesenchymalen Stammzellen und Skelettmuskelzellen zu beobachten (s. Abb.).

Für ihre Forschungsergebnisse haben die Bad Nauheimer Max-Planck-Forscher zwei Erklärungen: Zum einen könnte in diesen Stammzellen ein Faktor fehlen, der für die vollständige Differenzierung in spezialisierte Zellen bzw. Gewebe unbedingt nötig ist. Zum anderen aber könnte zumindest für einige der bekannten adulten Stammzelltypen in Zukunft gelten, dass sie "nur" Rudimente aus früheren embryonalen Differenzierungsprozessen oder gar versprengte Überreste vergangener evolutionären Vorstufen sind. Zwar zeigen diese Zellen heute noch eine für Stammzellen charakteristische Plastizität, doch lässt sich daraus keine direkte physiologische Funktion ableiten.

Originalveröffentlichung:

F. B.Bedada, A.Technau, H. Ebelt, M.Schulze, T. Braun
Activation of Myogenic Differentiation Pathways in Adult Bone Marrow-Derived Stem Cells

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Evolution Expression Skelettmuskelzellen Stammzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln
24.07.2017 | Universität Potsdam

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie